8、肠胃中庞大的微生物群影响着我们的生活
2024-05-06 19:56阅读：
微生物是一类肉眼难以直接观察到的微小生物的总称，它们包括多种不同的生物类型，具有多样的形态和广泛的分布。微生物的主要特征可以概括为体积小、面积大、吸收多、转化快、生长旺、繁殖快、适应强、变异频、分布广和种类多。微生物可以是单细胞的，如细菌和原生动物，也可以是多细胞的，如某些真菌和藻类。此外，还有一些微生物如病毒，它们没有细胞结构，需要借助电子显微镜才能观察到。
下面以酵母为例具体说明微生物的一些特征：
酵母是一种单细胞的真菌，学名为Saccharomyces
cerevisiae。在粮食发酵过程中，酵母通过分解糖分来产生酒精和二氧化碳，这个过程被称为发酵，人们在制作包子和馒头也能用到。酵母之所以能在发酵过程中分裂复制自己，是因为它们具有以下行为：
1. 新陈代谢：酵母能够利用粮食中的糖分进行新陈代谢，通过糖酵解和酒精发酵产生能量。
2. 繁殖能力：酵母通过出芽或分裂的方式进行繁殖。在适宜的环境条件下，酵母可以快速繁殖。
3. 适应性：酵母对环境的适应性很强，能够在缺氧的条件下进行发酵，这是粮食发酵过程中常见的环境。
4. 生长条件：在适宜的温度（通常在20-30°C）和pH值（通常在4.5-5.0）下，酵母能够迅速生长和繁殖。
5. 营养需求：酵母需要适量的营养物质，如氮源、矿物质和维生素，这些在粮食中通常都能找到。
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发酵产物：酵母在发酵过程中产生的酒精和二氧化碳对酵母自身的生长和繁殖也是有利的，因为它们可以帮助酵母在面团中形成气泡，从而改善面包或啤酒等食品的质地。
因此，在粮食发酵过程中，酵母通过自身的新陈代谢和繁殖能力，能够在分解糖分的同时不断分裂和复制，从而实现数量上的增长。
微生物在自然界中扮演着极其重要的角色，它们参与物质循环、能量流动，并且在食品工业、医药、环保等领域有着广泛的应用。例如，一些微生物可以用于生产抗生素、酶制剂、乙醇等，而另一些则在处理废水、废气、降解塑料等方面发挥作用。同时，微生物也与人类健康密切相关。病原微生物可以引起多种传染病，而益生菌则有助于维持肠道健康。微生物学作为一门科学，研究微生物的形态、结构、生理生化、遗传变异、进化、分类、生态等方面，对于理解生命的本质和促进人类福祉具有重要意义。微生物的分类非常广泛，主要包括：
原核微生物
包括细菌、放线菌、螺旋体、支原体、立克次氏体等。这些微生物的细胞结构简单，没有明确的细胞核，通常通过二分裂方式繁殖。
真核微生物
包括真菌、藻类、原生动物等。这类微生物的细胞具有明确的细胞核和其他细胞器。
非细胞类微生物
包括病毒、类病毒和朊病毒等。它们依赖寄生在宿主细胞进行繁殖，自身不能独立进行代谢活动。
人类对于微生物的认识时间不算久，路易斯·巴斯德是法国著名的微生物学家和化学家，他对微生物学的发展做出了重要贡献。巴斯德发现细菌的故事始于
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世纪中叶。当时，法国的酿酒业面临着一个严重的问题：许多葡萄酒在发酵过程中会变质，导致巨大的经济损失。巴斯德开始对这个问题进行研究。巴斯德首先提出了一个假设：葡萄酒的变质可能是由于微生物的存在引起的。为了验证这个假设，他进行了一系列实验。他将葡萄酒分成若干份，分别在不同的条件下进行储存，观察其变质情况。通过这些实验，巴斯德发现了一个重要现象：只有当葡萄酒与空气接触时，才会发生变质。他进一步推测，空气中的微生物可能是导致葡萄酒变质的原因。为了证明这个推测，巴斯德设计了一个著名的实验。他将一个长颈烧瓶装满煮沸过的葡萄酒，然后将瓶口弯曲成鹅颈状，使空气可以进入烧瓶，但微生物会被阻挡在鹅颈处。经过一段时间的观察，巴斯德发现煮沸过的葡萄酒没有发生变质，这表明微生物确实是导致葡萄酒变质的原因。在1857年，巴斯德还对牛奶的变酸过程进行了研究，通过显微镜观察鲜牛奶和酸牛奶，他发现了乳酸菌，并认识到这些微生物在牛奶变酸中的作用。他的这些发现对食品工业尤其是酿酒业产生了深远的影响，因为通过控制发酵过程中的微生物，可以防止酒和牛奶等食品的酸败。巴斯德的这些研究成果不仅帮助解决了当时酿酒业面临的酒液易酸腐的问题，而且奠定了现代微生物学的基础，并且对后来的益生菌和发酵食品的研究产生了重要影响。因此，巴斯德在乳酸菌的研究和应用方面确实做出了显著的贡献。
人体消化系统不仅有复杂食物自生的酶催化生化反应，还寄生有庞大的细菌群分解消耗食物。根据搜集到的信息，光成人肠道内的微生物种类超过1000种，个体数量高达10^14，他们的基因数约是人体基因的150倍。
在2005年，Eckburg等研究发现，肠道微生物主要属于厚壁菌门、拟杆菌门、变形菌门、放线菌门、疣微菌门、梭杆菌门六大门，其中拟杆菌门和厚壁菌门为主要优势菌群。2010年，欧盟Meta
HIT项目组发表了人体肠道微生物菌落的基因目录，共计330万个人体肠道元基因组的有效参考基因，约是人体基因组的150倍。从这一基因集中估计，人体肠道中至少存在着1000～1150种细菌，平均每个人体内约含有160种优势菌种。
此外，中国科学院北京生命科学研究院赵方庆团队的研究揭示了全球新生儿肠道菌群的地域特征，并通过生态学模型和系统功能分析阐明了人类肠道菌群由婴幼儿向成人转变的确定性模式。在该研究中，研究人员通过比较不同年龄段的微生物组特征，将出生后前三年的新生儿划分为了四个显著不同的肠型，分别由厚壁菌门、双歧杆菌属、拟杆菌属和普氏菌属主导。
这些研究结果表明，人类肠道菌群的多样性和复杂性非常高，并且随着年龄的增长、饮食习惯的改变以及其他因素的影响，肠道菌群的组成会发生变化，有时候这些变化对人还不友好。例如水土不服的发生就与肠道菌群变化有关：当人们从一个地方迁移到另一个地方时，他们可能会面临不同的饮食、水源和环境条件。这些变化可能会导致肠道菌群的失衡，从而引起水土不服的症状，如腹泻、恶心、呕吐和消化不良等。因此，对于那些容易水土不服的人来说，建议他们在旅行前和旅行期间采取一些措施来保持肠道菌群的平衡，例如饮用足够的水、避免食用辛辣和油腻的食物、使用益生菌等。
有人说人们对食物的偏好也是因为肠胃内的微生物群想吃这些东西。人们总是怀念小时候妈妈所做美食和炒菜的味道，应该与消化系统微生物菌有一定关系。在小时候，我们的饮食习惯会影响肠道菌群的组成和多样性，因为不同的食物会为肠道菌群提供不同的营养物质，从而影响它们的生长和代谢。因此，小时候经常食用的食物可能会导致肠道菌群适应并偏好这些食物。当我们长大后，饮食习惯可能会发生变化，但肠道菌群的适应能力相对较慢。当我们再次食用小时候熟悉的食物时，肠道菌群可能会更容易分解和利用这些食物，从而产生一种熟悉和舒适的感觉。当然，需要指出的是，食物怀旧不仅仅是由于肠道菌群的作用。其他因素，如情感连接、记忆、文化背景和个人口味偏好等，也同样在其中起着重要的作用。
总之，肠胃中存在的细菌种群通常被称为肠道菌群，它们对人体健康有许多重要的影响。其中一些细菌可以帮助人体消化和吸收食物中的营养物质，例如双歧杆菌和乳酸菌。这些细菌还可以产生一些有益的化合物，如短链脂肪酸，它们可以为肠道细胞提供能量，并促进肠道健康。控制得当，这些微生物帮助人体完成多种生理生化功能，失控时也可以让人生病。所以，肠道微生物大致可以分为三大类：有益菌、有害菌和中性菌。其中有益菌，也称为益生菌，主要包括各种双歧杆菌、乳酸杆菌等，对人体健康至关重要。它们可以合成维生素，参与食物消化，促进肠道蠕动，抑制致病菌群的生长，分解有害、有毒物质等。肠道菌群中还存在一些有害的细菌，如大肠杆菌和沙门氏菌。这些细菌可以引起肠道感染和食物中毒等疾病。此外，肠道菌群的失衡也可能导致一些健康问题，如炎症性肠病和肥胖症等。
